Comment les sous-marins obtiennent-ils de l’oxygène ?
06/10/2021
La plupart d’entre nous sont intrigués par les sous-marins. Ces navires sous pression naviguent sous l’eau à des profondeurs titanesques et sont utilisés à des fins éclectiques, de la recherche à la défense.
Bien qu’apparemment, leur conception semble plus simple pour les navires en termes d’exo-structure symétrique et simplement fermée, ses systèmes de propulsion, de communication et autres systèmes internes sont beaucoup plus compliqués.
Rappelez-vous, contrairement aux navires, le sous-marin n’a pas le privilège de naviguer en surface et peut rester sous l’eau pendant des jours à des profondeurs prodigues.
Ainsi, ils doivent prendre en charge des systèmes et des technologies plus avancés qui peuvent se maintenir à de tels niveaux et également permettre au navire ainsi qu’à son équipage de répondre à toutes les verticales de service, de capacités, de sécurité et, surtout, de capacité de survie.
Maintenant, une question primitive dans l’esprit de beaucoup : comment l’équipage à l’intérieur d’un sous-marin respire-t-il ?
Il ne serait pas faux de dire que beaucoup d’entre nous ont cette question qui bourdonne dans ma tête depuis l’enfance. Mais comme on dit, la nécessité est la mère de l’invention. Ainsi, les sous-marins ont leurs moyens de produire de l’oxygène en continu pour aider leur équipage à rester sous l’eau pendant des jours d’affilée.
L’environnement en sous-marin
Comme prévu, l’environnement intérieur à l’intérieur d’une enceinte de récipient sous pression sous-marin est très différent de l’environnement naturel dit « ouvert ». Il y a un détachement complet des phénomènes naturels comme le vent, la pluie, la lumière du soleil, le froid et le cycle diurne global dans son ensemble.
L’aspect le plus critique est l’équilibre des gaz dans un tel environnement encerclé. Nous avons tous besoin d’un environnement parfait comme les conditions atmosphériques actuelles pour survivre confortablement. Cela implique la composition exacte des gaz avec des niveaux normaux de saturation et de pression.
Toute déviation de cet équilibre délicat peut mettre en péril nos vies et nos moyens de fonctionner. L’air respirable a une densité de 1,2 kg/m3.
Essentiellement, l’environnement approprié pour la subsistance serait la composition suivante (en volume) semblable à l’atmosphère naturelle de notre terre :
Azote (~78 %)
Oxygène (~21%)
Autres gaz, y compris le dioxyde de carbone (<1% au total)
De plus, pour la vie, les limites de pression de sécurité pour l’air et l’oxygène gazeux salvateur sont respectivement de 700 à 800 Torr et 120-160 Torr. Pour un adulte typique, le taux de consommation d’air pour une vie durable est d’environ 7 litres par minute à une concentration normale d’oxygène donnée de 21 %.
Ainsi, par jour, la consommation d’oxygène s’élève à environ 600 litres d’oxygène pour une personne moyenne en bonne santé. Même pour un petit sous-marin de recherche avec un équipage de 10 personnes, la consommation serait de 600 litres d’oxygène par jour. Ainsi, le stockage de quantités aussi énormes (avec des marges excédentaires) est en soi un grand défi.
Par conséquent, la génération d’oxygène pour un approvisionnement continu est l’une des principales pierres angulaires de la conception de l’hébergement et des systèmes sous-marins.
Génération d’oxygène dans les sous-marins
Voyons les différents moyens et leurs chimies de génération d’oxygène dans les sous-marins.
Électrolyse de l’eau
C’est l’une des technologies les plus anciennes et les plus simples pour la génération d’oxygène. Ceci est basé sur la chimie simple derrière la décomposition des molécules d’eau en hydrogène et oxygène respectivement. Avant le processus d’électrolyse, le dessalement est effectué pour éliminer la teneur en sel de l’eau. Deux techniques classiques sont déployées pour cela :
Distillation:
La technique la plus ancienne et la plus simple, où l’eau de mer est bouillie, l’eau est évaporée lorsque les vapeurs de sel sont cristallisées (et éliminées) et la vapeur d’eau est condensée en refroidissant la vapeur grâce à diverses techniques.
Osmose inverse:
Ceci est basé sur les techniques de concentration différentielle où l’eau salée est passée à travers de fins pores de substances diaphanes de qualité membrane à des pressions élevées calculées où l’eau douce est collectée de l’autre côté à basse pression et la teneur en sel est piégée sous forme de résidus. Le processus est itéré et poursuivi 24 heures sur 24.
Après le dessalement, le processus électrolytique se déroule dans ce que l’on appelle un système d’échange d’ions. Les électrolyseurs alcalins sont utilisés comme milieu contenant une solution d’eau caustique et 25-30% d’hydroxyde de potassium (KOH). Le chlorure de sodium (NaCl) et l’hydroxyde de sodium (NaOH) sont utilisés comme catalyseurs. Ainsi, l’eau traitée est éliminée des autres électrolytes.
A la cathode, la réaction chimique est la suivante : 2H20= 2OH- + H2 (décomposition en ions hydroxyde et hydrogène) A l’anode : 2OH- = ½ O2 + H2 (décomposition de l’ion hydroxyle en atomes naissants d’oxygène et d’hydrogène) L’hydrogène généré est relâché dans les mers.
L’oxygène neutre, plus tard à l’état gazeux, barboté au-dessus de l’anode est piégé et stocké dans des réservoirs d’oxygène. Il a été prouvé qu’environ 15 cellules d’environ 1000 ampères sont nécessaires pour produire suffisamment d’oxygène pour environ 100 personnes. Le système, dans son ensemble, est connu sous le nom de générateurs électrolytiques d’oxygène (EOG).
Concentrateur d’oxygène chimique
Il s’agit d’un processus plus avancé, coûteux et risqué, mais qui peut produire un approvisionnement constant dans toutes les conditions. Ceci est couramment utilisé dans les avions, les navires de guerre, les mines et même les engins spatiaux. Ainsi, dans les technologies sous-marines, celui-ci est souvent déployé, optimisant les risques combustibles et de meilleures performances d’approvisionnement.
Les principales sources d’oxygène sont principalement les superoxydes, les chlorates, les perchlorates, les ozonides, etc. Dans le cas typique d’un concentrateur thermique traditionnel, également connu sous le nom de « bougie à oxygène », le perchlorate de sodium (NaClO3) agit principalement comme le réacteur, est mélangé avec fer ou poudre ferreuse, parfois du peroxyde de baryum (BaO2) ou des perchlorates en très petites quantités (5%) pour l’élimination des résidus indésirables comme les hypochlorites.
Ce mélange combustible, lorsqu’il est enflammé à des températures élevées (> 600 degrés C), se transforme en chlorure de sodium (NaCl), en oxyde de fer et en oxygène décomposé thermiquement. Le fer ou composé ferreux agit comme un substrat pour une combustion continue et prolongée. Ainsi, la réaction peut être définie comme :
2 NaClO3 = 2NaCl (chlorure de sodium) +3O2 (oxygène généré)
L’élimination des chlorites et de l’hypochlorite par le peroxyde de baryum est indiquée ci-dessous :
En variante, des chlorates ou perchlorates de potassium ou de lithium peuvent également être utilisés. Un temps de combustion de 45 à 50 minutes peut produire environ 115 SCF d’oxygène à haute température. La fumée et les sels sont éliminés par filtration. Ce système inflammable présente un risque d’incendie et doit être utilisé et entretenu avec une grande prudence.
Générateur d’oxygène polymère solide
Cette technologie remplace de plus en plus les méthodes électrolytiques conventionnelles existantes dans les EOG telles que décrites ci-dessus. Il s’agit d’une amélioration par rapport à la technologie électrolytique et utilise une cellule électrolytique à polymère solide (SPE) pour effectuer l’électrolyse de l’eau dans de plus grandes usines de production d’oxygène (OGP).
L’une des plus grandes caractéristiques de cette méthode est la redondance de l’utilisation d’électrolytes comme les hydroxydes de potassium et de sodium et les matériaux isolants. Le diaphragme en plastique ou polymérisé agit à la fois comme électrolyte et comme isolant.
Une autre caractéristique très cruciale est la rapidité de la génération d’oxygène où elle prend moins de 1/20e du temps requis dans les cellules électrolytiques conventionnelles comme dans les EOG. De plus, il peut fonctionner dans des environnements à basse pression de l’ordre de 500 à 600 psi dans des conditions de charge.
Du point de vue de la sécurité, cela devient également une option viable en raison de la faible concentration de gaz hydrogène combustible dépensé dans le processus.
Enfin, le taux de génération d’oxygène est supérieur de 50 % à celui des EOG, ce qui augmente la capacité d’endurance des sous-marins et peut assurer un approvisionnement en oxygène adéquat avec un nombre inférieur de cycles de charge.
Ainsi, toutes ces forces de cette technologie de pointe en font un remplacement potentiel répandu des EOG électrolytiques conventionnels dans tous les nouveaux bâtiments ou rénovations.
Élimination du dioxyde de carbone
Maintenant, chaque pro a des inconvénients concomitants. Ici, dans les sous-marins, après la génération d’oxygène, l’élimination du dioxyde de carbone nocif est tout aussi importante.
Les machines, les systèmes internes et l’équipement, ainsi que l’équipage humain subsistant à l’intérieur, produiront du dioxyde de carbone. Dans un environnement encerclé comme un navire sous pression, qui est le sous-marin, il n’y a pas de moyen viable d’évacuation du CO2 comme dans les environnements ouverts normaux.
Cela pose un problème. L’accumulation de dioxyde de carbone à des concentrations supérieures à 5 % peut être nocive et l’accumulation cumulée (qui remplace même les niveaux d’oxygène disponibles) peut même être mortelle ou altérant.
Par conséquent, ce dioxyde de carbone doit être continuellement expurgé de l’environnement intérieur. Ce processus est essentiellement connu sous le nom de « Scrubbing ». Certaines des méthodes sont :
Élimination de la chaux sodée
C’est le moyen d’élimination le plus populaire et le moins cher utilisé depuis plus d’un siècle, également appelé « piégeage du carbone ». La chaux sodée est un mélange d’hydroxydes de calcium et de sodium dans l’eau. Ainsi, dans ce processus, le dioxyde de carbone piégé sous forme gazeuse est liquéfié. Ensuite, cela réagit avec l’hydroxyde de sodium pour produire du bicarbonate de sodium. Ce bicarbonate réagit ensuite avec l’hydroxyde de calcium pour produire du carbonate de calcium et de l’eau amovibles.
CO2 + NaOH =NaHCO3 (bicarbonate de sodium) NaHCO3 + Ca (OH)2 = CaCO3 (carbonate de calcium) + NaOH ——————————————————————————— Ainsi, la réaction nette s’avère être : CO2 + Ca (OH)2 = CaCO3 + H2O
Utiliser des amines d’alcool
Dans ce procédé, l’eau est barbotée à travers une solution aqueuse d’un composé amine alcool. Ce sont des composés organiques enchaînés à base de carbone.
La substance la plus utilisée pour l’épuration du CO2 est la monométhylamine, ou MEA. Il y a une colonne d’échange, contenant 25-30% de MEA aqueux, à travers laquelle l’air est passé.
Le dioxyde de carbone est piégé dans ce processus. L’humidité relative est maintenue à environ 75 %. 70 à 90 % du dioxyde de carbone est éliminé en un seul flux. La solution MEA est elle-même recyclée sur des tamis inox.
Le mélange du MEA avec le dioxyde de carbone piégé est passé à travers des anneaux de verre et chauffé sous pression, chassant le dioxyde de carbone. Ensuite, le MEA est réutilisé pour l’absorption. Le dioxyde de carbone est comprimé, liquéfié et rejeté par-dessus bord.
Absorbeurs d’hydroxyde de lithium
Ceux-ci sont également utilisés pour éliminer le CO2. L’air passe à travers les cartouches de gaz contenant le composé d’hydroxyde de lithium (LiOH). Cependant, ici, le composé ne peut pas être purifié contrairement à la MEA et il s’agit d’un moyen non réutilisable d’élimination du dioxyde de carbone.
Brûleurs
Le dioxyde de carbone et d’autres substances indésirables peuvent être éliminés par des méthodes d’oxydation forcée. L’air est chauffé et trempé dans un environnement de catalyseur à l’oxyde cuivreux-oxyde de manganèse (CuO-MnO2 ) à des températures très élevées. Le mélange gazeux est ensuite refroidi et passé à travers une surface de carbonate de lithium (Li2CO3) pour éliminer tout gaz acide. Dans la dernière étape, l’air purifié passe à travers du charbon actif où le dioxyde de carbone est éliminé. Ici, les catalyseurs sont réutilisables et peuvent être renouvelés pour d’autres filtrations.
Charbon actif
C’est l’un des moyens les plus simples et les plus populaires d’éliminer le dioxyde de carbone. Le charbon de bois est une forme de carbone et est « activé » par chauffage à la vapeur. Cela élimine toutes les substances indésirables de l’air par adsorption et action capillaire. Le charbon actif a une capacité d’adsorption améliorée.
Moyens respiratoires d’urgence
En cas d’accident ou de scénario d’urgence, comme tout autre navire, les sous-marins disposent d’une gamme éclectique d’appareils d’urgence pour leur équipage avant l’évacuation ou la résolution du problème.
L’appareil respiratoire d’urgence (EAB) ou le système de respiration intégré (BIBS) sur mesure du sous-marin permet la respiration directe de l’équipage à l’aide de masques faciaux connectés à des bouteilles ou aux réservoirs de stockage d’air excédentaires du navire.
D’autres unités autonomes telles que l’appareil respiratoire à oxygène (OBA) utilisant du superoxyde de potassium (KO2), qui produit de l’oxygène respirable et élimine le CO2 expiré en tandem, ou des appareils respiratoires rechargeables et portables similaires aux plongeurs sous-marins sont également utilisés.
A vous. Merci de nous faire part de vos idées….
Clause de non-responsabilité: Les opinions des auteurs exprimées dans cet article ne reflètent pas nécessairement celles de Marine Insight. Les données et les graphiques, s’ils sont utilisés, dans l’article proviennent des informations disponibles et n’ont été authentifiés par aucune autorité statutaire. L’auteur et Marine Insight ne prétendent pas qu’il soit exact et n’acceptent aucune responsabilité pour le même. Les points de vue ne constituent que des opinions et ne constituent pas des lignes directrices ou des recommandations sur un plan d’action à suivre par le lecteur.
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Comment les sous-marins obtiennent-ils de l’oxygène ?
La plupart d’entre nous sont intrigués par les sous-marins. Ces navires sous pression naviguent sous l’eau à des profondeurs titanesques et sont utilisés à des fins éclectiques, de la recherche à la défense.
Bien qu’apparemment, leur conception semble plus simple pour les navires en termes d’exo-structure symétrique et simplement fermée, ses systèmes de propulsion, de communication et autres systèmes internes sont beaucoup plus compliqués.
Rappelez-vous, contrairement aux navires, le sous-marin n’a pas le privilège de naviguer en surface et peut rester sous l’eau pendant des jours à des profondeurs prodigues.
Ainsi, ils doivent prendre en charge des systèmes et des technologies plus avancés qui peuvent se maintenir à de tels niveaux et également permettre au navire ainsi qu’à son équipage de répondre à toutes les verticales de service, de capacités, de sécurité et, surtout, de capacité de survie.
Maintenant, une question primitive dans l’esprit de beaucoup : comment l’équipage à l’intérieur d’un sous-marin respire-t-il ?
Il ne serait pas faux de dire que beaucoup d’entre nous ont cette question qui bourdonne dans ma tête depuis l’enfance. Mais comme on dit, la nécessité est la mère de l’invention. Ainsi, les sous-marins ont leurs moyens de produire de l’oxygène en continu pour aider leur équipage à rester sous l’eau pendant des jours d’affilée.
L’environnement en sous-marin
Comme prévu, l’environnement intérieur à l’intérieur d’une enceinte de récipient sous pression sous-marin est très différent de l’environnement naturel dit « ouvert ». Il y a un détachement complet des phénomènes naturels comme le vent, la pluie, la lumière du soleil, le froid et le cycle diurne global dans son ensemble.
L’aspect le plus critique est l’équilibre des gaz dans un tel environnement encerclé. Nous avons tous besoin d’un environnement parfait comme les conditions atmosphériques actuelles pour survivre confortablement. Cela implique la composition exacte des gaz avec des niveaux normaux de saturation et de pression.
Toute déviation de cet équilibre délicat peut mettre en péril nos vies et nos moyens de fonctionner. L’air respirable a une densité de 1,2 kg/m3.
Essentiellement, l’environnement approprié pour la subsistance serait la composition suivante (en volume) semblable à l’atmosphère naturelle de notre terre :
De plus, pour la vie, les limites de pression de sécurité pour l’air et l’oxygène gazeux salvateur sont respectivement de 700 à 800 Torr et 120-160 Torr. Pour un adulte typique, le taux de consommation d’air pour une vie durable est d’environ 7 litres par minute à une concentration normale d’oxygène donnée de 21 %.
Ainsi, par jour, la consommation d’oxygène s’élève à environ 600 litres d’oxygène pour une personne moyenne en bonne santé. Même pour un petit sous-marin de recherche avec un équipage de 10 personnes, la consommation serait de 600 litres d’oxygène par jour. Ainsi, le stockage de quantités aussi énormes (avec des marges excédentaires) est en soi un grand défi.
Par conséquent, la génération d’oxygène pour un approvisionnement continu est l’une des principales pierres angulaires de la conception de l’hébergement et des systèmes sous-marins.
Génération d’oxygène dans les sous-marins
Voyons les différents moyens et leurs chimies de génération d’oxygène dans les sous-marins.
Électrolyse de l’eau
C’est l’une des technologies les plus anciennes et les plus simples pour la génération d’oxygène. Ceci est basé sur la chimie simple derrière la décomposition des molécules d’eau en hydrogène et oxygène respectivement. Avant le processus d’électrolyse, le dessalement est effectué pour éliminer la teneur en sel de l’eau. Deux techniques classiques sont déployées pour cela :
Distillation:
La technique la plus ancienne et la plus simple, où l’eau de mer est bouillie, l’eau est évaporée lorsque les vapeurs de sel sont cristallisées (et éliminées) et la vapeur d’eau est condensée en refroidissant la vapeur grâce à diverses techniques.
Osmose inverse:
Ceci est basé sur les techniques de concentration différentielle où l’eau salée est passée à travers de fins pores de substances diaphanes de qualité membrane à des pressions élevées calculées où l’eau douce est collectée de l’autre côté à basse pression et la teneur en sel est piégée sous forme de résidus. Le processus est itéré et poursuivi 24 heures sur 24.
Après le dessalement, le processus électrolytique se déroule dans ce que l’on appelle un système d’échange d’ions. Les électrolyseurs alcalins sont utilisés comme milieu contenant une solution d’eau caustique et 25-30% d’hydroxyde de potassium (KOH). Le chlorure de sodium (NaCl) et l’hydroxyde de sodium (NaOH) sont utilisés comme catalyseurs. Ainsi, l’eau traitée est éliminée des autres électrolytes.
A la cathode, la réaction chimique est la suivante : 2H20= 2OH- + H2 (décomposition en ions hydroxyde et hydrogène) A l’anode : 2OH- = ½ O2 + H2 (décomposition de l’ion hydroxyle en atomes naissants d’oxygène et d’hydrogène) L’hydrogène généré est relâché dans les mers.
L’oxygène neutre, plus tard à l’état gazeux, barboté au-dessus de l’anode est piégé et stocké dans des réservoirs d’oxygène. Il a été prouvé qu’environ 15 cellules d’environ 1000 ampères sont nécessaires pour produire suffisamment d’oxygène pour environ 100 personnes. Le système, dans son ensemble, est connu sous le nom de générateurs électrolytiques d’oxygène (EOG).
Concentrateur d’oxygène chimique
Il s’agit d’un processus plus avancé, coûteux et risqué, mais qui peut produire un approvisionnement constant dans toutes les conditions. Ceci est couramment utilisé dans les avions, les navires de guerre, les mines et même les engins spatiaux. Ainsi, dans les technologies sous-marines, celui-ci est souvent déployé, optimisant les risques combustibles et de meilleures performances d’approvisionnement.
Les principales sources d’oxygène sont principalement les superoxydes, les chlorates, les perchlorates, les ozonides, etc. Dans le cas typique d’un concentrateur thermique traditionnel, également connu sous le nom de « bougie à oxygène », le perchlorate de sodium (NaClO3) agit principalement comme le réacteur, est mélangé avec fer ou poudre ferreuse, parfois du peroxyde de baryum (BaO2) ou des perchlorates en très petites quantités (5%) pour l’élimination des résidus indésirables comme les hypochlorites.
Ce mélange combustible, lorsqu’il est enflammé à des températures élevées (> 600 degrés C), se transforme en chlorure de sodium (NaCl), en oxyde de fer et en oxygène décomposé thermiquement. Le fer ou composé ferreux agit comme un substrat pour une combustion continue et prolongée. Ainsi, la réaction peut être définie comme :
2 NaClO3 = 2NaCl (chlorure de sodium) +3O2 (oxygène généré)
L’élimination des chlorites et de l’hypochlorite par le peroxyde de baryum est indiquée ci-dessous :
BaO2 + Cl2 = BaCl2 (chlorure de baryum) + O2 (oxygène)
2BaO2 + 4HOCl (hypochlorite) = 2BaCl2 + 3O2 + 2H2O
En variante, des chlorates ou perchlorates de potassium ou de lithium peuvent également être utilisés. Un temps de combustion de 45 à 50 minutes peut produire environ 115 SCF d’oxygène à haute température. La fumée et les sels sont éliminés par filtration. Ce système inflammable présente un risque d’incendie et doit être utilisé et entretenu avec une grande prudence.
Générateur d’oxygène polymère solide
Cette technologie remplace de plus en plus les méthodes électrolytiques conventionnelles existantes dans les EOG telles que décrites ci-dessus. Il s’agit d’une amélioration par rapport à la technologie électrolytique et utilise une cellule électrolytique à polymère solide (SPE) pour effectuer l’électrolyse de l’eau dans de plus grandes usines de production d’oxygène (OGP).
L’une des plus grandes caractéristiques de cette méthode est la redondance de l’utilisation d’électrolytes comme les hydroxydes de potassium et de sodium et les matériaux isolants. Le diaphragme en plastique ou polymérisé agit à la fois comme électrolyte et comme isolant.
Une autre caractéristique très cruciale est la rapidité de la génération d’oxygène où elle prend moins de 1/20e du temps requis dans les cellules électrolytiques conventionnelles comme dans les EOG. De plus, il peut fonctionner dans des environnements à basse pression de l’ordre de 500 à 600 psi dans des conditions de charge.
Du point de vue de la sécurité, cela devient également une option viable en raison de la faible concentration de gaz hydrogène combustible dépensé dans le processus.
Enfin, le taux de génération d’oxygène est supérieur de 50 % à celui des EOG, ce qui augmente la capacité d’endurance des sous-marins et peut assurer un approvisionnement en oxygène adéquat avec un nombre inférieur de cycles de charge.
Ainsi, toutes ces forces de cette technologie de pointe en font un remplacement potentiel répandu des EOG électrolytiques conventionnels dans tous les nouveaux bâtiments ou rénovations.
Élimination du dioxyde de carbone
Maintenant, chaque pro a des inconvénients concomitants. Ici, dans les sous-marins, après la génération d’oxygène, l’élimination du dioxyde de carbone nocif est tout aussi importante.
Les machines, les systèmes internes et l’équipement, ainsi que l’équipage humain subsistant à l’intérieur, produiront du dioxyde de carbone. Dans un environnement encerclé comme un navire sous pression, qui est le sous-marin, il n’y a pas de moyen viable d’évacuation du CO2 comme dans les environnements ouverts normaux.
Cela pose un problème. L’accumulation de dioxyde de carbone à des concentrations supérieures à 5 % peut être nocive et l’accumulation cumulée (qui remplace même les niveaux d’oxygène disponibles) peut même être mortelle ou altérant.
Par conséquent, ce dioxyde de carbone doit être continuellement expurgé de l’environnement intérieur. Ce processus est essentiellement connu sous le nom de « Scrubbing ». Certaines des méthodes sont :
Élimination de la chaux sodée
C’est le moyen d’élimination le plus populaire et le moins cher utilisé depuis plus d’un siècle, également appelé « piégeage du carbone ». La chaux sodée est un mélange d’hydroxydes de calcium et de sodium dans l’eau. Ainsi, dans ce processus, le dioxyde de carbone piégé sous forme gazeuse est liquéfié. Ensuite, cela réagit avec l’hydroxyde de sodium pour produire du bicarbonate de sodium. Ce bicarbonate réagit ensuite avec l’hydroxyde de calcium pour produire du carbonate de calcium et de l’eau amovibles.
CO2 + NaOH =NaHCO3 (bicarbonate de sodium)
NaHCO3 + Ca (OH)2 = CaCO3 (carbonate de calcium) + NaOH
———————————————————————————
Ainsi, la réaction nette s’avère être : CO2 + Ca (OH)2 = CaCO3 + H2O
Utiliser des amines d’alcool
Dans ce procédé, l’eau est barbotée à travers une solution aqueuse d’un composé amine alcool. Ce sont des composés organiques enchaînés à base de carbone.
La substance la plus utilisée pour l’épuration du CO2 est la monométhylamine, ou MEA. Il y a une colonne d’échange, contenant 25-30% de MEA aqueux, à travers laquelle l’air est passé.
Le dioxyde de carbone est piégé dans ce processus. L’humidité relative est maintenue à environ 75 %. 70 à 90 % du dioxyde de carbone est éliminé en un seul flux. La solution MEA est elle-même recyclée sur des tamis inox.
Le mélange du MEA avec le dioxyde de carbone piégé est passé à travers des anneaux de verre et chauffé sous pression, chassant le dioxyde de carbone. Ensuite, le MEA est réutilisé pour l’absorption. Le dioxyde de carbone est comprimé, liquéfié et rejeté par-dessus bord.
Absorbeurs d’hydroxyde de lithium
Ceux-ci sont également utilisés pour éliminer le CO2. L’air passe à travers les cartouches de gaz contenant le composé d’hydroxyde de lithium (LiOH). Cependant, ici, le composé ne peut pas être purifié contrairement à la MEA et il s’agit d’un moyen non réutilisable d’élimination du dioxyde de carbone.
Brûleurs
Le dioxyde de carbone et d’autres substances indésirables peuvent être éliminés par des méthodes d’oxydation forcée. L’air est chauffé et trempé dans un environnement de catalyseur à l’oxyde cuivreux-oxyde de manganèse (CuO-MnO2 ) à des températures très élevées. Le mélange gazeux est ensuite refroidi et passé à travers une surface de carbonate de lithium (Li2CO3) pour éliminer tout gaz acide. Dans la dernière étape, l’air purifié passe à travers du charbon actif où le dioxyde de carbone est éliminé. Ici, les catalyseurs sont réutilisables et peuvent être renouvelés pour d’autres filtrations.
Charbon actif
C’est l’un des moyens les plus simples et les plus populaires d’éliminer le dioxyde de carbone. Le charbon de bois est une forme de carbone et est « activé » par chauffage à la vapeur. Cela élimine toutes les substances indésirables de l’air par adsorption et action capillaire. Le charbon actif a une capacité d’adsorption améliorée.
Moyens respiratoires d’urgence
En cas d’accident ou de scénario d’urgence, comme tout autre navire, les sous-marins disposent d’une gamme éclectique d’appareils d’urgence pour leur équipage avant l’évacuation ou la résolution du problème.
L’appareil respiratoire d’urgence (EAB) ou le système de respiration intégré (BIBS) sur mesure du sous-marin permet la respiration directe de l’équipage à l’aide de masques faciaux connectés à des bouteilles ou aux réservoirs de stockage d’air excédentaires du navire.
D’autres unités autonomes telles que l’appareil respiratoire à oxygène (OBA) utilisant du superoxyde de potassium (KO2), qui produit de l’oxygène respirable et élimine le CO2 expiré en tandem, ou des appareils respiratoires rechargeables et portables similaires aux plongeurs sous-marins sont également utilisés.
A vous. Merci de nous faire part de vos idées….
Clause de non-responsabilité: Les opinions des auteurs exprimées dans cet article ne reflètent pas nécessairement celles de Marine Insight. Les données et les graphiques, s’ils sont utilisés, dans l’article proviennent des informations disponibles et n’ont été authentifiés par aucune autorité statutaire. L’auteur et Marine Insight ne prétendent pas qu’il soit exact et n’acceptent aucune responsabilité pour le même. Les points de vue ne constituent que des opinions et ne constituent pas des lignes directrices ou des recommandations sur un plan d’action à suivre par le lecteur.
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